當中科院博士來蓋房子

中科院博士來蓋房子啦？

三年前，中科院博士謝軍絕對想不到他會來廣東蓋房子。那時候他正坐在中科院長春光機所的辦公室裡，苦苦思考一個軍用光學裝置的結構該如何設計。

雖然在普通大眾間聲名不彰，但位於吉林省長春市的長春光機所可大不簡單，它是中科院下屬最大的研究所，也是國內最頂級的光學研究機構，僅院士就有三位。對很多科研人員來說，這裡是一個再理想不過的棲息之地了。

謝軍當然也不例外。從攻讀博士時，他就來到了長春，在這個園區裡，他研發過“精密儀器之王”光刻機，參與了航天器所搭載的空間鏡頭的研究工作，還開發了能從地面看到太空的大口徑望遠鏡。

這種層級的科研工作當然不輕鬆，晚上八九點下班是家常便飯，但謝軍倒不覺得辛苦，“因為當時做的那些事情還是挺有成就感的，畢竟做的是‘國之利器’，我自己也覺得這些研究比較有意思。”

因為這樣優越的環境，當謝軍的父母聽到他要辭去這份工作南下廣東時，兩人對兒子的選擇十分不解，極力勸阻他不要這樣做。“這個好好的鐵飯碗被你砸了，別人想進國家事業單位都進不了。”

長輩的反對看上去十分合理。但謝軍此時已下定了決心，在他腦海中，一個發展前景極為廣闊，而且能讓他充分施展才華的地方正在珠三角等待著他，那就是建築工地。

2018年中旬，謝軍接到了一個來自廣東佛山的電話，對方自稱是碧桂園集團的人力資源部門，他們告訴謝軍，碧桂園集團正在籌劃一家新的機器人公司，要做有關建築行業的機器人，以此想要解決國內建築領域比較落後的局面。

碧桂園總部大樓

謝軍一聽就覺得這不會是詐騙電話吧？趕緊上網查了查，發現還真有這麼回事。簡單面試之後，對方邀請他來公司看一看。謝軍的好奇心被勾了起來，就去了。到了碧桂園的總部，他一眼就看到了“希望社會因我們的存在而變得更加美好”這條標語，當下就受到了觸動，“你能感覺到這家公司的願景是好的。”

細聊之後，謝軍發現“建築”與“機器人”這兩個看起來風馬牛不相及的領域背後其實蘊藏著很大的機會。“因為我也上網查了些資料，發現全世界都沒有大規模應用的建築機器人”謝軍說，“而在工業領域，我們已經朝工業4。0的方向在進發，到了一個自動化程度很高的階段。相比之下，建築行業在這方面還非常落後。”

謝軍分享自己對於建築機器人行業的看法

在瞭解到建築機器人的“不算髮達”後，謝軍並未生出退意，反而意識到這裡面可能蘊含著無限可能。“這就像買股票一樣，它現在處於一個比較低的點，而未來有很大的可能性到達一個高點”，謝軍後來回憶說，“如果我們能做出些成績，一方面能夠改變中國這麼廣大的建築體系，另一方面也能改善那麼多建築工人的生活，這對我們這些做科研的人來說太有誘惑力了。”

在牆上走直線的機器人

初至廣東，謝軍就去工地上看工人們是怎麼蓋房子的。在那之前，謝軍從未接觸過建築行業，對這個行業的認知就是“這個事情很累，這個領域吸引了很多人進入，這個市場很大”，完全不知道蓋一棟房子需要哪些步驟。

但第一次到工地上，謝軍就受到了打擊。五六月份的廣東潮溼炎熱，工地上更像是一個大火爐。到了現場，謝軍才發現自己有些想當然了。“因為我們想象中覺得建築工地會是比較標準化的，比如說建築材料都碼得整整齊齊的，環境應該是相對乾淨整潔的。”

如同自動化程度的相對落後，當下國內大部分建築工地的環境遠不像大型工業園區那樣令人舒適。走在工地上，謝軍發現人在這個過程中都要小心翼翼地閃轉騰挪，以避開工地上的各種施工材料。這讓他一下就找到了重點：把讓機器人能夠適應工地環境作為一個非常重要的點去考慮。

前期的準備工作做完後，謝軍被安排了他的第一個任務，去研發一款牆紙鋪貼機器人。作為當時建築行業的新趨勢，牆板體系一改之前層層壘磚的傳統做法，相當於用工廠裡已澆鑄好的預製牆板去“拼”成一棟房子，而牆紙鋪貼機器人就是在這個體系下去服務。

智慧隨動式布料機在作業

“因為這個工序即使是人工在做的時候也是比較難的，操作不好就會出褶皺。”謝軍告訴我們。傳統模式下，這道工序需要兩個人配合，一人站在地上把膠塗到牆紙上，另一人站在梯子上，把塗好膠的牆紙從上往下一點點貼到牆上。因為一條牆紙通常是60釐米到一米寬，所以一面牆需要貼好幾條才能貼滿。而為了不在中間留下縫隙，工人們通常會讓兩條牆紙重疊一點，再用刀把多餘的部分切掉。這還沒完，全部貼上牆紙後，還得像手機貼膜一樣，用刮板把牆紙上的氣泡掛出去。一面牆如此貼完後，半天時間就過去了。

要讓機器人完成這一套動作，難點在如何讓它“不跑偏”。貼過長膠帶的人肯定都知道，想讓一條很長的膠帶從頭到尾不偏不倚是不容易的一件事，前面稍微歪一點，貼到後面就會偏出很遠，這也是所謂的“差之毫釐，謬以千里”。

“這個問題當時困擾我們很久。”謝軍說。在傳統機械領域思考良久，好像始終踟躕不前。為了找到解決方案，謝軍和他的同事們靈機一動，開始從不同的角度思考這個問題，比如去生產牆紙的工廠請教經驗，甚至還去了生產布匹的企業考察。這些理工科博士們發現，原來這些“傳統行業”在長期的生產過程中早就遇到了這個問題，並且在很久之前就想到了糾偏方式，這幫了謝軍的大忙。把他人之長技拿回來後，謝軍和他的同事把技術做了轉化，成功運用到了自己的機器人上。

記者問謝軍，從那之後你們的機器人就再也不會跑偏了嗎？

“一點也不偏了。”

博智林智慧製造工廠

工科博士的新挑戰

牆紙鋪貼機器人之後，謝軍沿著“牆”的方向，又轉向了對掛網填漿機器人和砌築抹灰機器人的研發工作。以砌牆為例，傳統的方式是工人們手工在磚頭上抹上砂漿一塊塊壘起來；但他們現在只需在合適的地方把磚頭堆整齊，機器人就可以自己去抓起磚，然後把土砂漿塗上去，再一塊塊砌到牆上。砌好的牆在垂直方向上偏差不超過5毫米，平整方面偏差也不超過5毫米，這對長達幾千年的人類建築史都是衝擊和顛覆。

這個過程中當然也遇到了不少困難和挑戰。“其實我們突破了不少的關鍵技術，比如說前端的精確定位技術”，謝軍感慨道，“我們之前一直搞不定這一塊，就是怎麼讓機器人能夠在幾毫米的精確尺度下砌磚。”後來經過了將近一年的反覆試驗和測試，他們在機器人身上裝了多重感應器，比如有視覺感應器，有鐳射測距，把這幾十個感測器融合在一起去做定位的判斷，才實現了一個高精度的定位。

一批地面抹平機器人即將下線

透過這一年多的努力，從砌磚、塗漿到掛網，一面牆的從無到有都可以由他所創造的機器人來完成。“我現在肯定是把建築機器人當作一個事業去做的”，在謝軍的心中，這個領域還有太多太多值得他探索和努力的空間，“因為從某種意義上講，我越來越覺得它是可以改變世界的一個東西。”他解釋說，就拿工業領域作比較，工廠裡的生產線開始時也全部是人，去做生產，後面才開始加入一些裝置，比如蒸汽機；直到現在的工業4。0，才有了所謂的自動化與智慧化的體系，而這正是建築行業未來要做的事。

挫折和打擊也是有的。

給謝軍留下最深刻印象的是那代號“001”的鋁膜板安裝專案，在建築領域，這其實是對人員消耗非常大的一個環節，需要工人們扛著模版把它們拼在一起，所以謝軍和他的同事都想解決這個問題。然而在施工環境中，複雜的施工地面讓這款機器人幾乎沒辦法在其中行走，專案只好被迫暫停。

但沮喪時，更好的選擇是反思過後的繼續成長。去年，謝軍被提拔為整個專案組的負責人，這對他又是另一個層面的挑戰。技術之外，他需要更全面的能力。為此，他每天晚上回家就要自學其他領域的知識，幾百頁的建築規範自不必提，更讓他頭疼的是產品規劃管理方面的專業要求。“比如我今天用到了財務報表，我就要去看財務方面的東西，它的稅務怎麼計算之類的，因為自己已經是一個產品的負責人了，這個產品就要對市場負責。”

現在他們會在建築機器人的技術方案規劃時就充分考慮商業回報的因素，比如機器人的目標成本是多少，目標效率是多少，回本週期是多長。這些對於之前在科研機構裡埋頭研究的謝軍來說都是全新的挑戰。